ZEISS 清浄度検査

コンタミ発生源の特定と、製造工程へのフィードバック

工業規格に準拠した高速解析
1回のフィルタースキャンで金属・非金属・繊維を検出し、高速で分類します。

シームレスなワークフローで光学顕微鏡と電子顕微鏡を組み合わせることで、より迅速な判定が可能になります。

電子顕微鏡とのワークフローにより、キラー粒子の化学組成を分析して、残留コンタミ発生の根本原因を特定します。

レポートの簡素化
各種工業規格に準拠した清浄度レポートを一度に作成できます。

技術的清浄度とは

技術的清浄度は、特に電気工学や自動車産業など、コンポーネントを製造する分野で重要な役割を果たしています。粒子の影響を受けやすい箇所でコンタミが発生すると、すぐに機能障害や誤動作につながる可能性があります。システム内の残留汚れが非常に少なく、ダメージが発生しない場合、技術的に清浄であると見なされます。

技術的清浄度は、特に以下の分野で重要です：

自動車および電気自動車
医療産業
機械工学
積層造形

電気工学およびバッテリー製造
光学産業
オイル解析および油圧機器

技術的清浄度が重要な理由

技術進歩のおかげで、多くの産業がますます複雑なシステムを必要としています。早くも1990年代には、自動車産業でコンポーネントのコンタミによる損害が増加していました。これによりすぐに、手順を標準化することの重要性が明らかになったのです。いわゆる「VDA 19ガイドライン」は、「技術的清浄度の試験 - 機能に影響する自動車部品の粒子混入」とも呼ばれ、2004年に発行され、2015年にVDA 19 Part 1として改訂されました。国際レベルでは、ISO 16232（2007）が標準的な一連の規制を形成しています。2010年のVDA 19 Part 2には、清浄度に関連した組立生産の方向性に関するルールのガイドラインが含まれています。

VDA 19 Part 1は、様々な種類の不純物を正確に定義しています。これらの定義に基づいて、清浄度分析やその他の技術的清浄度プロセスによって不純物を検出し、適切な決定を下すことができます。その目的は、コンポーネントに汚れが残らないようにすることです。

粒子

繊維

次の素材でできた固形物

金属
プラスチック
鉱物
ゴム
塩類

長さと幅の比率は1：20
繊維の幅：≤ 50 µm

プロセスに重要な影響を与える不純物を特性評価する
相関的な粒子解析

サプライヤー、メーカー、エンドユーザーは、常に高い品質基準を求めています。したがって、生産プロセス全体を通して機能的に関連する部品やコンポーネントの不純物を排除するためには、革新的に設計された清浄プロセスが不可欠です。技術的清浄度のためのZEISSのソリューションは、不純物の根本的な原因を特定し、より迅速に正しい判断を下すことを可能にします。

根本的な原因の特定方法：ZEISSの技術的清浄度ソリューション

ZEISS ZEN coreの技術的清浄度解析により、オブジェクト分類の生産性が向上。

抽出と濾過によるZEISSの技術的清浄度ワークフロー

技術的清浄度のソリューションによるプロセスの最適化

最高レベルの清浄度 – 最高レベルの品質

粒子混入は、あらゆる製品の効率性、機能性、寿命の敵です。例えば、油圧システムやオイルが充填されたシステムにおける不良の主な原因は、微粒子の不純物であることが研究によって明らかになっています。オイル解析は、メンテナンスコストを最小限に抑え、機械の稼働時間を向上させるのに役立ちます。

製造業のニーズに対応

ZEISS Technical Cleanliness Solutionsは、大手自動車製造企業と共同で開発されました。これらの企業は、使いやすく確実な残留コンタミの解析および分類システムを特に必要としていました。

その結果、ZEISSは使いやすく、複数の場所やあらゆる製造・産業環境に導入することができ、顕微鏡の専門家でなくても使用できるシステムを開発しました。

ZEISS残留コンタミ解析システムは、次の代表的な工業規格に準拠しています。

製造物清浄度検査	オイル清浄度検査	医療関連デバイスの製造プロセスにおける清浄度検査
VDA 19.1	ISO 4406	VDI 2083
ISO 16232	ISO 4007
	DIN 51455
	SAE AS 4059

ZEISSの顕微鏡とHYDACの抽出装置は、1回の作業ステップですべての関連データを含む清浄度レポートを作成するため、シームレスなワークフローでデータを1つのレポートに変換し、生産性を高めることができます。
ZEISSがどのようにHYDACデバイスからのデータをレポートに統合しているかについて、当社の記事でご覧ください：自動車産業における技術的清浄度のサクセスストーリー

考えられる不純物の発生源とアプリケーション

ボールベアリングなどの可動部品間の粒子

図はインジェクターグランドの粒子を示していますが、技術的清浄度が欠けているため粒子が存在する可能性があります。

インジェクションノズルにある、エンジンなどからの粒子

オイルと潤滑油内の粒子

プリント回路基板などの電気接点間の粒子

注射器とインプラント内の粒子

ZEISSワンスキャンテクノロジーで作業スピードが2倍に

革新的なZEISSソフトウェアソリューションで効率アップ

技術的清浄度の規格においては、粒子の定量化と粒径の測定に加えて、金属光沢のある粒子と光沢のない粒子の区別も要求されます。従来の方法では、偏光子とアナライザーの向きを毎回変えてフィルター膜を2回スキャンすることでしか、この区別をすることができませんでした。受賞歴のあるZEISSのワンスキャンテクノロジーを利用すれば、1回のスキャンのみでこれが可能になり、結果を得るまでの時間を最大50%短縮できます。2021年3月、Fraunhofer Institute for Manufacturing Engineering and Automation（IPA）は、ZEISSのワンスキャンテクノロジーをREINER! Fraunhofer純度技術賞の第1位に選出しました。

ZEISS ZEN core技術的清浄度解析による評価には以下が含まれます：

完全自動評価
アーチファクトの大きさ、長さ、面積、座標に関する情報
フィルター膜の1回のスキャンで金属光沢粒子と非金属光沢粒子の区別が可能
製品の特徴の点群として、サイズのクラスに分割されたアーチファクト

技術的清浄度解析で生産性を最大化

機械学習を用いたZEISSソフトウェアで粒子の分類をスピードアップ

技術的清浄度は、工業用顕微鏡分野のZEN coreソフトウェアポートフォリオに含まれています。粒子分類を最適化するため、ZEISS ZEN coreユーザーには、事前にトレーニングされた機械学習ベースの3つのモジュールを備えた技術的清浄度解析（「TCA」）ソリューションが提供されます。このモジュールは、分析画像の測定パラメータに基づいて粒子を分類する機能を提供します。サンプルは、ユーザーや顧客によって追加学習が可能な、事前にトレーニングされた3つの機械学習モデルによって分析されます。サンプルはグレースケール判定によって分析され、オブジェクト分類のために事前トレーニングされた機械学習モデルが新しいTCAジョブテンプレートのバックグラウンドで実行され、タイプ分類が既存の粒子測定結果に基づいて並行してチェックされます。機械学習アルゴリズムによるこのタイプ分類の追加チェックでは、サイズ、形状、強度、タイプ分類などの古典的な解析で得られた粒子結果を「見て」、様々な特性を無相関の多数の決定木に組み合わせます。結果は、オブジェクト分類モデルに対してトレーニングされた分類を用いて、決定木ごとに個別に評価されます。その結果、粒子の種類が自動的に予測されます。

ZEISS技術的清浄度のオブジェクト分類で生産性を向上：

暗色金属部品の測定ミスを最大50%減らし、時間を最大25%節約

オブジェクト分類を行った場合と行わなかった場合の粒子画像の比較：例えば10サンプルの場合、1日あたり3.5時間の時間短縮が可能です。

規格のその先へ

残留コンタミの根本原因について情報に基づいた決定を行う

ZEISSのソリューションのポートフォリオは、粒子を見つけるだけでなく、汚染や摩耗の原因によって粒子を分類するのに役立つ非常に効率的なワークフローにより、粒子の検出と分類を可能にします。
ZEISS相関顕微鏡システムは、光学顕微鏡と電子顕微鏡の両方のデータを1つのワークフローに組み合わせて、より包括的な情報を取得できます。